DE4406058A1 - Harzzuführ-Rohraufbau und Vorrichtung zum Herstellen eines Formmaterials - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung für die kontinuierliche Herstellung eines Formmaterials, wie beispielsweise TMC (thick molding compound, Dickschichtformmaterial) oder SMC (sheet molding compound, Formma­ terial in Bahnen), bei der eine harzartige Paste (Harzmasse) mit Verstär­ kungsmaterial, beispielsweise Glasfasern oder Kohlenstoffasern, durchgeknetet und das Gemisch sandwichartig zwischen zwei Trägerfolien bzw. Deckfolien gepackt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Harzzu­ führeinrichtung für die Formmaterialherstellungsvorrichtung, mit der eine harzartige Paste bzw. Harzmasse mit oder ohne darin enthaltenem Verstärkungs­ material kontinuierlich und gleichmäßig über die Breite der Deckfolien zugeführt wird, zwischen die die Harzmasse sandwichartig gepackt wird.

Die bekannte Formmaterialherstellungsvorrichtung der vorbezeichneten Art, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, ist beispielsweise in dem Mizutani et al. am 20. Januar 1976 erteilten US-Patent 3 932 980 offenbart, das auf die Anmelderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde, und ist in Fig. 9 dargestellt. Fig. 9 zeigt eine Formmaterialherstellungsvorrichtung mit folgenden Teilen: einer Zerkleinerungseinheit, mit der mehrere Glasfaser­ stränge A für eine Glasfaserverstärkung in Stücke gebrochen werden; einer Pastenzuführungseinheit mit Vorratsbehälter 8, der eine bestimmte Menge eines harzartigen Pastenmaterials (Harzmasse) B enthält; und ein Paar Träger- bzw. Deckfolien C und C′ aus Polyethylen oder ähnlichem Material.

Die Zerkleinerungseinheit besitzt eine Schneidwalze 1, mit der die Glasfaser­ stränge A in Glasfaserstücke einer vorgegebenen Länge zerteilt werden, woraufhin sie infolge der Schwerkraft in einen unter der Zerkleinerungsein­ heit angeordneten Trichter fallen. Die Imprägnierwalzen 3 und 3′ sind un­ mittelbar unter dem Trichter angeordnet und vermischen die als Vorhang herunterfallenden Glasfasern mit der Harzmasse, die aus den Zuführrohren 2 und 2′ auf ihre Umfangsfläche tropft. Die mit den Glasfasern vermischte Harzmasse haftet an den Imprägnierwalzen 3 und 3′ und wird von diesen von den Abstreifwalzen 4 und 4′ abgestreift, die unmittelbar unterhalb der Imprä­ gnierwalzen 3 und 3′ angeordnet sind und mit ihnen in Kontakt stehen. Die Glasfaserstücke enthaltende Harzmasse, die von den Imprägnierwalzen 3 und 3′ abgestreift wird, fällt dann infolge der Schwerkraft in einen Zusammenfüh­ rungsbereich, der von den Deckfolien C und C′ gebildet wird, und wird dann sandwichartig zwischen die Deckfolien C und C′ gepackt, während diese auf einem Förderband 5 in eine Richtung bewegt werden. Beim Durchtritt der Deckfolien C und C′, zwischen denen sich die Harzmasse befindet, durch den Quetschbereich zwischen den Formwalzen 6, die, bezogen auf die Förderrichtung des Förderbands 5, am unteren Ende des angrenzenden Bereichs angeordnet sind, ergibt sich das TMC-Material.

Wie in Fig. 9 gezeigt, haben die Pasten- bzw. Harzzuführrohre 2 und 2′ in etwa dieselbe Länge wie die entsprechenden Imprägnierwalzen 3 und 3′; sie sind in einem vorgegebenen Abstand unmittelbar über und jeweils parallel zu den zugeordneten Imprägnierwalzen 3 und 3′ angeordnet. Diese Harzzuführrohre 2 und 2′ haben jeweils ein geschlossenes Ende 2b bzw. 2b′ und sind an den gegenüberliegenden Enden 2a bzw. 2a′ über eine im wesentlichen T-förmige Flüssigkeitskupplung und ein Hauptzuführrohr 7 mit einer Pumpe 9 für eine gleichbleibende Fördermenge verbunden, wobei die Pumpe 9 für eine gleich­ bleibende Fördermenge ihrerseits in Fluidverbindung mit dem Vorratsbehälter 8 steht, so daß das Harzmaterial B aus dem Vorratsbehälter 8 von der Pumpe 9 für eine gleichbleibende Fördermenge durch das Hauptzuführrohr 7 zu den Harzzuführrohren 2 und 2′ gefördert werden kann.

Die Harzzuführrohre 2 und 2′ sind in einem streifenförmigen Bereich, der den ihnen zugeordneten und unmittelbar darunter angeordneten Imprägnierwalzen 3 und 3′ gegenüberliegt, perforiert, so daß sich jeweils eine Reihe von Perfo­ rationen 2c bzw. 2c′ entlang des Rohrs ergibt, wobei die einzelnen Perfora­ tionsöffnungen zwischen sich jeweils einen vorgegebenen Abstand aufweisen. Die in der oben beschriebenen Weise in die Harzzuführrohre 2 und 2′ geförder­ te Harzmasse kann somit durch die Perforationsöffnungen 2c und 2c′ tropfen­ weise den zugeordneten Imprägnierwalzen 3 und 3′ zugeführt werden.

Bei den Harzzuführrohren 2 und 2′, die bei den bisherigen Verbundmaterial­ fertigungsvorrichtung eingesetzt wurden, wurde ein Problem festgestellt, das im folgenden erörtert werden soll. Die Vorrichtung zur Fertigung von Ver­ bundmaterial arbeitet einige Zeit ab Beginn der Fertigung des Dickschicht­ formmaterials zufriedenstellend, und die Harzmasse wird gleichmäßig durch die Perforationen 2c und 2c′ in den Harzzuführrohren 2 und 2′ gefördert. Da jedoch die Harzzuführrohre 2 und 2′ an ihrem freien, dem Hauptzuführrohr 7 entgegengesetzten Ende 2b bzw. 2b′ geschlossen sind, bildet die in die Harzzuführrohre 2 und 2′ geförderte Harzmasse während des Betriebs der Vorrichtung allmählich im Bereich der geschlossenen Enden 2b und 2b′ Harz­ ablagerungen. Diese Harzablagerungen in den geschlossenen Enden der Harzzu­ führrohre 2 und 2′ bekommen im Lauf der Zeit eine höhere Viskosität und bilden dadurch klebrige Rückstände. Diese klebrigen Harzrückstände, die sich in den Harzzuführrohren 2 und 2′ in Fließrichtung des Harzes stromabwärts gebildet haben, wachsen allmählich stromaufwärts, wenn sie nicht durch Reinigung entfernt werden, wobei neben den geschlossenen Enden 2b und 2b′ gelegene Perforationsöffnungen verstopft werden.

Wenn dies geschieht, verengt sich der kaskadenartige Durchfluß des Harzmate­ rials, das durch die Perforationsreihen 2c und 2c′ der Harzzuführrohre 2 und 2′ hindurchtritt. Das heißt, von dem durch die Perforationen 2c und 2c′ der Harzzuführrohre 2 und 2′ hindurchtretenden Harzmaterial gelangt am strom­ abwärts gelegenen Ende eine geringere Menge auf die Imprägnierwalzen 3 und 3′ als am stromaufwärts gelegenen Ende - jeweils bezogen auf die Fließrichtung des Harzmaterials in den Harzzuführrohren 2 und 2′ -, und infolgedessen ist keine gleichmäßige Verteilung des Harzmaterials über die gesamte Länge der Imprägnierwalzen 3 und 3′ mehr gegeben. Die ungleichmäßige Verteilung des Harzmaterials über die Imprägnierwalzen 3 und 3′ infolge von klebrigen Rückständen in den Harzzuführrohren 2 und 2′ führt schließlich zu einem TMC, das über die Breite W ungleichmäßig dick ist.

Die Vorrichtung zur Fertigung von Verbundmaterial kann auch zur Herstellung eines mehrlagigen Verbundmaterials, wie beispielsweise SMC, verwendet werden, und auch hierbei sind die angesprochenen Probleme festzustellen.

Wie oben erörtert, führt die ungleichmäßige Verteilung des Harzmaterials über im wesentlichen die gesamte Länge der Imprägnierwalzen zu einem TMC, das nicht über seine gesamte Breite gleich dick ist. Aus diesem Grund wurde die Vorrichtung bisher routinemäßig abgeschaltet, um die Harzzuführrohre mit einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise Ethylacetat, zu reinigen. Diese Reinigung der Harzzuführrohre wird im allgemeinen regelmäßig im Abstand von 2 bis 3 Stunden nach Beginn der TMC-Fertigung durchgeführt, und eine folge davon ist eine geringere Produktivität.

Wenn aus den oben erläuterten Gründen der kaskadenartige Durchfluß des Harzmaterials nur über eine geringere Breite erfolgt, führt dies dazu, daß ein TMC gefertigt wird, das nicht in seiner gesamten Breite als Material für ein Formprodukt verwendet werden kann.

Außerdem ergeben sich bei einem TMC, das über die Breite unterschiedlich dick ist, Schwierigkeiten, wenn es zu Lagerzwecken auf eine Rolle gewickelt werden soll. Beim Aufwickeln des TMC auf die Rolle entsteht eine TMC-Rolle, die an einem Ende einen größeren Außendurchmesser hat als am anderen, und das Aufwickeln gestaltet sich alsbald schwierig.

Die vorliegende Erfindung erfolgte daher mit dem Ziel, die oben erwähnten Probleme der bekannten Vorrichtung zur Fertigung von Verbundmaterial weitge­ hend zu beseitigen, und hat die Aufgabe, eine verbesserte Vorrichtung zur Fertigung von Verbundmaterial zur Verfügung zu stellen, bei der eine verbes­ serte Rohranordnung zur Zuführung von Paste zum Einsatz kommt, die es er­ möglicht, das harzartige Pastenmaterial gleichmäßig über die gesamte Länge der Harzzuführrohre zuzuführen, so daß ein TMC oder SMC, das über die gesamte Breite gleichmäßig dick ist, mit hoher Produktivität gefertigt werden kann.

Da die Bildung von Harzrückständen in den Harzzuführrohren an deren strom­ abwärts gelegenem Ende zuverlässig verhindert werden kann, solange Harzzu­ führrohre verwendet werden, deren stromabwärts gelegenes Ende geschlossen ist, wird mit der vorliegenden Erfindung eine TMC-Fertigungsvorrichtung zur Verfügung gestellt, die ein erstes und ein zweites Pasten- bzw. Harzzuführ­ rohr aufweist, die sich parallel oder weitgehend parallel zueinander er­ strecken und über die Breite eines Paars Träger- bzw. Deckfolien reichen und die - bezogen auf die Fließrichtung des harzartigen Pastenmaterials im Rohr - jeweils ein stromaufwärts und ein stromabwärts gelegenes Ende haben, die einander entgegengesetzt liegen. Während die stromabwärts gelegenen Enden des ersten und des zweiten Harzzuführrohres geschlossen sind, sind das erste und das zweite Harzzuführrohr so angebracht, daß das stromaufwärts gelegene Ende des ersten Harzzuführrohrs dem stromabwärts gelegenen Ende des zweiten Harzzuführrohrs und das stromabwärts gelegene Ende des ersten Harzzuführrohrs dem stromaufwärts gelegenen Ende des zweiten Harzzuführrohrs benachbart sind, bezogen auf eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Harzzuführrohre. Das erste und das zweite Harzzuführrohr weisen ein Öffnungselement auf, durch welches das Harzmaterial hindurchtritt, so daß das Harzmaterial gleichmäßig über die Breite des Deckfilms abgegeben werden kann.

Das im ersten und im zweiten Harzzuführrohr angebrachte Öffnungselement hat vorzugsweise eine Durchtrittsfläche, die unter Berücksichtigung eines mögli­ chen Druckverlusts im Harzzuführrohr ausgebildet worden ist vom stromaufwärts gelegenen Ende zum stromabwärts gelegenen Ende des Harzzuführrohres all­ mählich zunimmt. Der vorstehend und im folgenden verwendete Begriff "Durch­ trittsfläche" des Öffnungselements der Harzzuführrohre bezeichnet die Öffnung einer Perforation, beispielsweise des oben erwähnten Schlitzes, oder aller Perforationen, beispielsweise der oben erwähnten Löcher, durch die das in das jeweilige Harzzuführrohr geförderte Harzmaterial austritt, d. h. die wirksame Öffnung.

Dementsprechend kann bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Öffnungselement jedes Harzzuführrohrs aus mindestens einer Reihe in regelmäßigen Abständen entlang des Harzzuführungsrohrs angebrachter Löcher bestehen, die vom stromaufwärts gelegenen Ende zum stromabwärts gelegenen Ende allmählich größer werden. Alternativ dazu kann das Öffnungs­ element der einzelnen Harzzuführrohre aus zwei voneinander beabstandeten und im wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Reihen von in regelmäßigen Abständen entlang des Harzzuführungsrohrs angeordneten Löchern bestehen. Jedes Loch einer jeden Reihe kann dieselbe Größe bzw. denselben Durchmesser haben, je nach Art des Harzmaterials kann jedoch die Lochgröße vom stromauf­ wärts gelegenen Ende zum stromabwärts gelegenen Ende allmählich zunehmen.

Als weitere Alternative kann das Öffnungselement in Form eines axial entlang des Harzzuführungsrohrs verlaufenden Schlitzes vorliegen. Bei jedem Harzzu­ führungsrohr kann der Schlitz über die gesamte Rohrlänge dieselbe Breite haben, je nach Art des Harzmaterials kann jedoch die Breite des Schlitzes vom stromaufwärts gelegenen Ende zum stromabwärts gelegenen Ende allmählich zunehmen. Die Verwendung eines Schlitzes, dessen Breite vom stromaufwärts gelegenen Ende zum stromabwärts gelegenen Ende des Harzzuführungsrohrs allmählich zunimmt, ist besonders vorteilhaft, wenn das Harzmaterial mit Verstärkungsmaterie gemischt ist.

Das erste und das zweite Harzzuführrohr sind unmittelbar über und parallel oder weitgehend parallel zur ersten und zur zweiten Imprägnierwalze, mit denen das Harzmaterial mit Glasfasern imprägniert wird, angebracht. Alterna­ tiv können das erste und das zweite Harzzuführrohr über den Deckfolien so angebracht werden, daß sie sich über die Breite der Folien erstrecken und das aus ihnen austretende Harzmaterial einer der Deckfolien zugeführt werden kann. In jedem Fall müssen das erste und das zweite Harzzuführrohr so ange­ bracht werden, daß ihre Öffnungselemente der jeweils zugeordneten Imprägnier­ walze oder einer der Deckfolien zugewandt sind.

Die stromaufwärts gelegenen Enden des ersten und des zweiten Harzzuführrohrs, die einander diagonal entgegengesetzt sind, sind vorzugsweise über eine Fluidkupplung mit jeweiligen Verbindungsrohren verbunden, die ihrerseits über eine im wesentlichen T-förmige Flüssigkeitskupplung mit einem Hauptzuführrohr verbunden sind.

Für die Erfindung kann das Harzmaterial eine beliebige geeignete Zusammen­ setzung haben, beispielsweise einen Harzbestandteil, ein Vinylmonomer, einen Polymerisationsinitiator, ein thermoplastisches Harz, einen Polymerisations­ inhibitor, ein Verdickungsmittel usw. Der erwähnte Harzbestandteil kann ein thermisch aushärtendes Harz sein, beispielsweise ein ungesättigtes Polye­ sterharz, Vinylesterharz oder Epoxidharz. Obwohl die Harzbestandteile einzeln oder in einer Kombination von zwei oder mehr Harzbestandteilen verwendet werden können, ist die Verwendung von ungesättigtem Polyester- oder Vinyle­ sterharz bevorzugt.

Als Vinylmonomer, das für die Erfindung verwendet werden kann, kommt vorzugs­ weise das gewöhnlich als Vernetzungsmittel oder als Verdünnungsmittel für die vorbezeichnete Harzkomponente verwendete Vinylmonomer in Betracht. Beispiele für ein solches Vinylmonomer sind aromatische Vinylmonomere, wie Styrol, und Acrylvinylmonomere, wie Methylmethacrylat.

Als Polymerisationsinitiator können für die Erfindung beispielsweise Peroxye­ ster, wie beispielsweise t-Butylperoxybenzoat, und Peroxycarbonate, wie beispielsweise t-Butylperoxyisopropylcarbonat verwendet werden.

Als thermisch aushärtendes Harz kann für die Erfindung beispielsweise ein Harz verwendet werden, wie es allgemein als Mittel für langsames Schrumpfen bei der Herstellung thermisch aushärtender Harze verwendet wird, beispiels­ weise Polystyrol, Polyvinylacetat, Polybutadien oder seine Wasserstoffadduk­ te, und Polyisopren oder seine Wasserstoffaddukte. Als Eindickungsmittel können für die vorliegende Erfindung Oxide oder Hydroxide von Erdalkalimetal­ len, wie beispielsweise Magnesium, verwendet werden.

Zu den vorgenannten Verstärkungsfasern, die für die Erfindung verwendet werden können, gehören anorganische Fasern, wie beispielsweise Glasfasern oder Kohlenstoffasern, oder organische Fasern, wie beispielsweise Aramidfa­ sern oder hochfeste Polyethylenfasern.

Die erfindungsgemäße TMC-Fertigungsvorrichtung besitzt ein erstes und ein zweites Harzzuführrohr, die unmittelbar über der ihnen jeweils zugeordneten Imprägnierwalze und parallel oder im wesentlichen parallel zueinander und zu den Imprägnierwalzen angebracht sind und bezogen auf die Fließrichtung des Harzmaterials im Rohr je ein stromaufwärts und ein stromabwärts gelegenes Ende haben, die einander gegenüber liegen. Das stromabwärts gelegene Ende des ersten wie des zweiten Harzzuführrohrs ist geschlossen, und das erste und das zweite Harzzuführrohr sind so angebracht, daß jeweils das stromaufwärts gelegene Ende des ersten Harzzuführrohrs dem stromabwärts gelegenen Ende des zweiten Harzzuführrohrs und das stromabwärts gelegene Ende des ersten Harzzu­ führrohrs dem stromaufwärts gelegenen Ende des zweiten Harzzuführrohrs benachbart sind. Sowohl das erste als auch das zweite Harzzuführrohr ist mit einem Öffnungselement versehen, durch das das Harzmaterial austreten kann, so daß das Harzmaterial gleichmäßig über die Breite der Deckfolien auf die zugeordneten Imprägnierwalzen verteilt bzw. abgegeben werden kann.

Auch die erfindungsgemäße SMC-Fertigungsvorrichtung besitzt ein erstes und ein zweites Harzzuführrohr, die über der unteren Deckfolie so angebracht sind, daß sie parallel zueinander stehen und über die Breite der Deckfolie reichen, und die bezogen auf die Fließrichtung des Harzmaterials im Rohr je ein stromaufwärts und ein stromabwärts gelegenes Ende haben, die einander gegenüber liegen. Das stromabwärts gelegene Ende des ersten Harzzuführrohrs wie des zweiten Harzzuführrohrs ist geschlossen, und das erste und das zweite Harzzuführrohr sind so angeordnet, daß jeweils das stromaufwärts gelegene Ende des ersten Harzzuführrohrs dem stromabwärts gelegenen Ende des zweiten Harzzuführrohrs und das stromabwärts gelegene Ende des ersten Harzzuführrohrs dem stromaufwärts gelegenen Ende des Harzzuführrohrs benachbart sind. Beide Harzzuführrohre besitzen ein Öffnungselement, durch das das Harzmaterial austreten kann, so daß das Harzmaterial gleichmäßig über die Breite der Deckfolie auf der unteren Deckfolie verteilt bzw. abgegeben werden kann.

Ein Merkmal der Erfindung ist also, daß das erste und das zweite Harzzuführ­ rohr über der Imprägnierwalze oder der Deckfolie so angebracht sind, daß das stromaufwärts und das stromabwärts gelegene Ende des ersten Harzzuführrohrs jeweils dem stromabwärts und dem stromaufwärts gelegenen Ende des zweiten Harzzuführrohrs benachbart sind. Auch wenn es also im geschlossenen strom­ abwärts gelegenen Ende beispielsweise des ersten Harzzuführrohrs zu Harz­ ablagerungen kommt, deren Viskosität sich allmählich so erhöht, daß normaler­ weise im stromabwärts gelegenen Bereich des ersten Harzzuführrohrs das Öffnungselement weitgehend oder vollständig verschlossen wird, kann aufgrund dieses Merkmals die geringere Menge Harzmaterial, die im stromabwärts gelege­ nen Bereich des ersten Harzzuführrohrs austritt, in vorteilhafter Weise durch die Harzmaterialmenge ausgeglichen werden, die in dem Teil des Öffnungs­ elements des zweiten Harzzuführrohrs austritt, der normalerweise stromauf­ wärts liegt. Dies wird zum Teil dadurch ermöglicht, daß, wie oben beschrie­ ben, das stromaufwärts und das stromabwärts gelegene Ende des ersten Harzzu­ führrohrs so angeordnet sind, daß sie jeweils dem stromabwärts und dem stromaufwärts gelegenen Ende des zweiten Harzzuführrohrs benachbart sind, und zum Teil dadurch, daß die Durchtrittsfläche des Öffnungselements im ersten und im zweiten Harzzuführrohr vom stromaufwärts gelegenen Ende zum strom­ abwärts gelegenen Ende allmählich zunimmt.

Die vorstehende Beschreibung gilt gleichermaßen, wenn es im stromabwärts gelegenen Ende des zweiten Harzzuführrohrs zu Harzablagerungen kommt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß zum Ausgleich des möglichen Druckabfalls, zu dem es im ersten wie im zweiten Harzzuführrohr schließlich kommt, wenn sich Harzmaterial im geschlossenen stromabwärts gelegenen Ende ablagert, die Durchtrittsfläche bzw. die wirksame Öffnung des Öffnungsele­ ments im ersten und im zweiten Harzzuführrohr vorzugsweise in Richtung auf das bezogen auf die Förderrichtung des Harzmaterials im Rohr stromabwärts gelegene Ende allmählich zunimmt, obwohl sie auch gleich groß sein, d. h. denselben Durchmesser oder dieselbe Breite haben, kann. Aufgrund dieses Merkmals kann der Strom des in beide Harzzuführrohre eingespeisten Harzmate­ rials gleichmäßig über nahezu die gesamte Länge des jeweiligen Harzzuführ­ rohrs verteilt werden.

Diese Merkmale der Erfindung bewirken eine weitgehend gleichmäßige Zufuhr des Harzmaterials in dem Sinne, daß das hergestellte TMC oder SMC über die gesamte Breite eine weitgehend gleiche Dicke aufweist. Außerdem arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung zufriedenstellend mit jedem Harzmaterial, das im Lauf der Zeit zu einer Viskositätszunahme neigt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevor­ zugter Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung, in der gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer TMC-Fertigungsvor­ richtung mit einer Pasten- bzw. Harzzuführrohranordnung entsprechend einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht der Harzzuführrohranordnung von Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der TMC-Fertigungsvorrichtung, bei der gezeigt wird, wie ein TMC gefertigt wird;

Fig. 4 (A), (B) und (C) sind Teilansichten der Unterseite, die die unter­ schiedlichen Perforationsbilder der beiden Pasten- bzw. Harzzuführ­ rohre zeigen, die die Harzzuführrohranordnung bilden;

Fig. 5 einen schematischen Aufriß, der in vergrößertem Maßstab ein geschlos­ senes stromabwärts gelegenes Ende der für die Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Harzzuführrohre zeigt;

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht der SMC-Fertigungsvorrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils der SMC- Fertigungsvorrichtung von Fig. 6, und zwar der Harzzuführrohranord­ nung;

Fig. 8 ein schematisches Ablaufdiagramm, das den Fertigungsablauf bei der in Fig. 6 abgebildeten SMC-Fertigungsvorrichtung zeigt; und

Fig. 9 eine schematische perspektivische Darstellung der SMC-Fertigungsvor­ richtung nach dem Stand der Technik.

Es wird Bezug genommen auf die Fig. 1 bis 4, die eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung für eine TMC-Fertigungsvorrichtung zeigen, und in denen mit dem Buchstaben A mehrere Glasfaserstränge, mit dem Buchstaben B ein pastenförmiges Material mit Harzkomponente und mit den Buchstaben C und C′ die obere bzw. die untere Träger- bzw. Deckfolie, jeweils bestehend aus beispielsweise einer Polyethylenfolie, bezeichnet sind.

Die abgebildete TMC-Fertigungsvorrichtung besitzt eine Zerkleinerungseinheit, mit der die Glasfaserstränge A in Stücke für die Glasfaserverstärkung gebro­ chen werden, und eine Pasten- bzw. Harzzuführeinheit mit Vorratsbehälter 8, in dem eine bestimmte Menge des Pasten- bzw. Harzmaterials B enthalten ist.

Die Zerkleinerungseinheit besitzt eine drehbar gelagerte Schneidwalze 1, mit der die Glasfaserstränge A in Stücke einer vorgegebenen Länge gebrochen werden, die infolge der Schwerkraft dann in einen darunter angeordneten Trichter fallen. Unmittelbar unter dem Trichter sind die Imprägnierwalzen 3 und 3′ angeordnet, die die herabfallenden Glasfasern mit dem Harzmaterial vermischen, das aus dem ersten Harzzuführrohr 10 und aus dem zweiten Harzzu­ führrohr 11 auf die Oberfläche der Imprägnierwalzen tropft, was im einzelnen später beschrieben wird. Das mit den Glasfasern vermischte Harzmaterial, das an den Imprägnierwalzen 3 und 3′ haftet, wird von diesen mit den Abstreifwal­ zen 4 und 4′, die unmittelbar unter der jeweiligen Imprägnierwalze 3 und 3′ angeordnet sind und damit in Kontakt stehen, abgestreift. Die von den Im­ prägnierwalzen 3 und 3′ abgestreifte Harzmasse, die die Glasfaserstücke enthält, fällt anschließend infolge der Schwerkraft in den angrenzenden Bereich, in dem die Deckfolien C und C′ zusammengeführt werden, und wird sandwichartig zwischen die Deckfolien C und C′ gepackt, wenn diese auf dem Förderband 5 liegend in eine Richtung bewegt werden. Beim Durchtritt der Deckfolien C und C′, zwischen denen sich die Harzmasse befindet, durch den Quetschbereich zwischen den Formwalzen 6, die, bezogen auf die Förderrichtung des Förderbands 5, am unteren Ende des angrenzenden Bereichs angeordnet sind, entsteht das TMC-Material.

Das erste und das zweite Pasten- bzw. Harzzuführrohr 10 und 11 sind über den benachbarten Imprägnierwalzen 3 und 3′ so angeordnet, daß ihre Längsachsen über die Breite W der Deckfolien führen und daß zwischen ihnen in einer senkrecht zur Breite W stehenden Richtung ein vorgegebener Abstand besteht, so daß das mit einer Pumpe 9 mit gleichbleibender Fördermenge aus dem Vor­ ratsbehälter 8 geförderte Harzmaterial B über die Länge der Imprägnierwalzen 3 und 3′ abgegeben bzw. verteilt werden kann.

Mit Ausnahme der Besonderheiten der beiden Harzzuführrohre 10 und 11 kann die bisher beschriebene Vorrichtung dem Stand der Technik entsprechen, wie er beispielsweise im oben erwähnten US-Patent 3 932 980 offenbart ist, das durch Bezugnahme Bestandteil dieser Beschreibung wird.

Wie am besten aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen, bestehen das erste und das zweite Harzzuführrohr 10 und 11 aus einem Rohr mit rundem Querschnitt und ihre stromabwärts und stromaufwärts gelegenen Enden 10a und 11a, 10b und 11b liegen einander jeweils gegenüber, wobei "stromaufwärts" und "stromabwärts" sich jeweils auf die Fließrichtung des Harzmaterials im ersten und im zweiten Harzzuführrohr 10 und 11 beziehen. Wie bei der Vorrichtung nach dem Stand der Technik werden die stromabwärts gelegenen Enden 10a und 11a des ersten und des zweiten Harzzuführrohrs 10 und 11 in geeigneter Weise verschlossen, beispielsweise mittels abnehmbarer oder nicht abnehmbarer Verschlüsse oder Stopfen.

Wie aus den verwendeten Begriffen hervorgeht, sind die stromaufwärts gelege­ nen Enden 10b und 11b über im wesentlichen U-förmige Verbindungsrohre 15 und 16 mit dem im wesentlichen T-förmigen Anschlußrohr 14 fluidverbunden, das seinerseits über das Hauptzuführrohr 13 mit der Pumpe 9 mit gleichbleibender Fördermenge fluidverbunden ist. Wie am besten aus Fig. 2 zu ersehen, sind das erste und das zweite Harzzuführrohr 10 und 11 so angebracht, daß das strom­ abwärts gelegene und das stromaufwärts gelegene Ende 10a und 10b des ersten Harzzuführrohres 10 jeweils dem stromaufwärts und dem stromabwärts gelegenen Ende 11b und 11a des zweiten Harzzuführrohres 11 benachbart sind, und zwar in einer Richtung senkrecht zur Längsachse der Harzzuführrohre 10 und 11.

Genauer gesagt sind bei dieser Anordnung die stromabwärts gelegenen Enden 10a und 11a des ersten und des zweiten Pastenzuführrohres einander diagonal entgegengesetzt, und auch die stromaufwärts gelegenen Enden 10b und 11b des ersten und des zweiten Harzzuführrohres sind einander diagonal entgegen­ gesetzt, so daß das in das erste Harzzuführrohr 10 eingespeiste Harzmaterial zum geschlossenen stromabwärts gelegenen Ende 10a fließt, und zwar entgegen der Fließrichtung des in das zweite Harzzuführrohr 11 eingespeisten Harzmate­ rials, das zum geschlossenen stromabwärts gelegenen Ende 11a fließt.

Wie am besten aus den Fig. 2 und 4(A) zu ersehen, ist ein streifenförmiger Teil der Harzzuführrohre 10 und 11, der den diesen zugeordneten und unmittel­ bar darunter angebrachten Imprägnierwalzen 3 und 3′ gegenüberliegt, perfo­ riert, so daß eine axial verlaufende Reihe von in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordneten Löchern 17 gegeben ist, aus denen das Harzmaterial austritt und auf die zugeordneten Imprägnierwalzen 3 und 3′ gelangt. Die Löcher 17 in den Harzzuführrohren 10 und 11 können alle denselben Durchmesser aufweisen, jedoch nimmt bei der abgebildeten Ausführungsform der Durchmesser der Löcher 7 vom stromaufwärts gelegenen Ende 10b bzw. 11b zum stromabwärts gelegenen Ende 10a zw. 11a allmählich zu, so daß das Harzmaterial wegen des hohen Druckes im stromaufwärts gelegenen Teil des Harzzuführrohrs und des niedrigen Druckes im stromabwärts gelegenen Teil desselben Harzzuführrohres gleichmäßig über die Länge des jeweiligen Harzzuführrohrs 10 bzw. 11 abgege­ ben werden kann.

Soweit gezeigt, kann sowohl das erste als auch das zweite Harzzuführrohr 10 und 11 1.000 mm lang sein und Löcher 17 im Abstand von 3,5 mm zueinander haben, wobei die größten Löcher am stromabwärts gelegenen Ende und die kleinsten Löcher am stromaufwärts gelegenen Ende jeweils einen Durchmesser von 2,8 mm und 1,9 mm haben.

Statt einer einzigen axial verlaufenden Reihe von Löchern 17, wie am besten in Fig. 4(A) dargestellt, können auch mehrere - beispielsweise zwei - axial verlaufende, zueinander parallele Reihen von Löchern 17′, wie in Fig. 4(B) dargestellt, verwendet werden. Die Löcher 17′ in einer axialen Reihe sind vorzugsweise gegenüber den Löchern 17′ in der benachbarten axialen Reihe entlang der Harzzuführrohre 10 und 11 versetzt angeordnet, wie aus Fig. 4(B) klar ersichtlich. Bei Verwendung mehrerer Reihen von Löchern 17′ können alle Löcher 17′ in allen Reihen dieselbe Größe bzw. denselben Durchmesser haben, oder sie können, in Abhängigkeit von der Art des Harzmaterials, eine vom stromaufwärts gelegenen Ende zum stromabwärts gelegenen Ende allmählich zunehmende Größe haben, und zwar aus dem gleichen Grund, wie bei den Löchern 17 von Fig. 4(A) angegeben.

Sowohl das erste als auch das zweite Harzzuführrohr 10 und 11 kann statt der Löcher 17 oder 17′ auch einen axial entlang des Rohrs verlaufenden Schlitz 17′′ aufweisen. Bei beiden Harzzuführrohren 10 und 11 kann der Schlitz über die gesamte Länge des Rohrs gleich breit sein, in Abhängigkeit von dem verwendeten Harzmaterial kann jedoch die Breite des Schlitzes vom stromauf­ wärts gelegenen Ende zum stromabwärts gelegenen Ende allmählich zunehmen, und zwar aus dem gleichen Grund, wie für die Löcher 17 von Fig. 4(A) angegeben. Die Verwendung eines Schlitzes 17′′ mit vom stromaufwärts gelegenen Ende 10b bzw. 11b zum stromabwärts gelegenen Ende 10a bzw. 11a zunehmender Breite ist besonders vorteilhaft, wenn das Harzmaterial mit Verstärkungsmaterial ver­ setzt ist.

Wie bereits erwähnt, sind die stromabwärts gelegenen Enden 10a bzw. 11a der Harzzuführrohre 10 und 11 verschlossen. Bei der abgebildeten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Verschluß der stromabwärts gelegenen Enden 10a und 11a, wie in Fig. 5 gezeigt, mit einer abnehmbaren Kappe 12 hergestellt, die auf einer Gewindestange 20 sitzt. Wie Fig. 5 zeigt, besitzt die abnehmbare Kappe 12 eine Gummischeibe 21, die fest in einer Vertiefung 22 sitzt, die Teil der Gewindestange 20 oder starr mit dieser verbunden ist; die Gewindestange 20 ist beweglich über eine Tragmuffe 24 in einem Gestänge 23 gelagert. Das der Vertiefung 22 gegenüber liegende Ende der Gewindestange 20 bei der Tragmuffe 24 wird mit einem Gewinde durch eine in dem Tragarm 26 sitzende Mutter 26 a oder eine Gewindebohrung des Tragarms 26 geführt, der seitlich über das Gestänge 23 hinausragt, und auf dem freien Ende der Gewin­ destange 20 sitzt ein Verstellgriff 25. Wie leicht zu erkennen ist, greift die Gummischeibe 21 flüssigkeitsdicht in das stromabwärts gelegene Ende 10a bzw. 11a der Harzzuführrohre 10 bzw. 11 ein, wie in Fig. 5 gezeigt, wenn der Griff 25 in eine der beiden entgegengesetzten Richtungen gedreht wird. Wird der Griff 25 dagegen in die entgegengesetzte Richtung gedreht, gibt die Gummischeibe 21 das stromabwärts gelegene Ende 10a bzw. 11a der Harzzuführ­ rohre 10 bzw. 11 frei, und das jeweilige Harzzuführrohr 10 bzw. 11 kann zum Zweck der Reinigung oder zu einem anderen Zweck aus der Vorrichtung her­ ausgenommen werden.

Die erfindungsgemäße Ausführungsform der TMC-Fertigungsvorrichtung arbeitet im wesentlichen in der gleichen Weise wie eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik, wie sie beispielsweise im oben erwähnten US-Patent 3 932 980 offen­ bart ist. Während des Betriebs der Vorrichtung kommt es jedoch allmählich zur Ablagerung zähflüssiger Harzrückstände in den stromabwärts gelegenen Enden 10a bzw. 11a der Harzzuführrohre 10 bzw. 11, was mit einer Verringerung der Menge des aus dem Öffnungselement im stromabwärts gelegenen Bereich des jeweiligen Harzzuführrohrs austretenden Harzmaterials einhergeht.

Trotz der Ablagerung zähflüssigen Harzmaterials in den stromabwärts gelegenen Enden 10a bzw. 11a der Harzzuführrohre 10 bzw. 11 und der dadurch verursach­ ten Verringerung der Menge des durch das Öffnungselement im stromabwärts gelegenen Teil des Rohrs austretenden Harzmaterials kann jedoch die fertige TMC-Bahn über die gesamte Breite W gleichmäßig dick sein, und zwar zum einen, weil das stromabwärts gelegene Ende 10a und das stromaufwärts gelegene Ende 10b des ersten Harzzuführrohrs 10 so angeordnet sind, daß sie in einer Richtung senkrecht zur Längsrichtung der Harzzuführrohre 10 und 11 jeweils dem stromaufwärts gelegenen Ende 11b und dem stromabwärts gelegenen Ende 11a des zweiten Harzzuführrohrs 11 benachbart sind, und zum anderen, weil die im stromaufwärts gelegenen Bereich der Harzzuführrohre 10 und 11 aus dem Öff­ nungselement austretende Menge an Harzmaterial weitgehend gleich bleibt, wodurch ein Ausgleich für die verringerte Menge des im stromabwärts gelegenen Bereich durch das Öffnungselement austretenden Harzmaterials gegeben ist.

Bei der vorliegenden Erfindung kann also der kaskadenartige Zustrom des Harzmaterials in den Zusammenführungsbereich der Deckfolien C und C′, wo es sandwichartig zwischen die Deckfolien C und C′ gepackt wird, über deren Breite weitgehend gleichmäßig stark sein, so daß die fertige TMC-Bahn über ihre gesamte Breite W weitgehend die gleiche Dicke hat. Beim Durchtritt der Deckfolien C und C′, zwischen die die Harzmasse sandwichartig gepackt ist, durch den Quetschbereich zwischen den Formwalzen 6, die, bezogen auf die Förderrichtung des Förderbands 5, am unteren Ende des Zusammenführungsbe­ reichs angeordnet sind, ergibt sich das fertige TMC-Material.

Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun anhand eines Beispiels beschrieben werden, das jedoch lediglich der Veranschaulichung dient und keine Einschränkung des Inhalts der vorliegenden Erfindung bedeu­ tet.

Versuchsbeispiel 1

Mit der Harzzuführrohreinheit in der speziell in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnung und der Harzzuführrohreinheit nach dem Stand der Technik in der in Fig. 9 gezeigten Anordnung wurden zu Vergleichszwecken Versuche durchgeführt, um die Breite des jeweils entstehenden TMC und die Form der Rolle des auf eine Spule aufgewickelten TMC zu ermitteln. Bei diesen zu Vergleichszwecken durchgeführten Versuchen wurde ein harzartiges Pastenmaterial folgender Zusammensetzung verwendet:

100 Teile ungesättigtes Polyesterharz (Polymal 6409, hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd.)
3 Teile pulverisiertes Polyethylen (FLOTHENE UF 20, hergestellt von Sumitomo Seika Kabushiki Kaisha)
1 Teil tertiäres Butylperoxybenzoat (PERBUTVL Z, hergestellt von Nippon Yushi Kabushiki Kaisha)
0,05 Teile Hydrochinon (HQ, hergestellt von Fuji Shashin Film Kabushiki Kaisha)
4 Teile Zinkstearat (SZ-2000, hergestellt von Sakai Kagaku Kabushiki Kaisha)
120 Teile Calciumcarbonat (SUPER SS, hergestellt von Maruo Calcium Kabushiki Kaisha)
5 Teile elfenbeinfarbiger Toner (hergestellt von Daitai Kakou Kabushiki Kaisha)
1 Teil Magnesiumoxid (KVOWA MAG 40, hergestellt von Kyowa Kagaku Kabushiki Kaisha)
Zur Herstellung von TMC-Material wurden 70 Gew-% des Harzmaterials obiger Zusammensetzung mit 30 Gew.-% Glasfasern vermischt, die man durch Zerschnei­ den von Glasfasersträngen (TEX 4630, hergestellt von Nippon Denki Garasu Kabushiki Kaisha) in 1 Inch (2,54 cm) große Stücke mittels einer Glasschneid­ vorrichtung erhielt.

Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1

Wie aus Tabelle 1 zu ersehen, war es bei Verwendung der erfindungsgemäßen Harzzuführrohreinheit möglich, 8 Stunden lang ab Beginn der Imprägnierung des Harzmaterials mit den Glasfasern über die Breite des TMC-Materials eine weitgehend gleichmäßige Dicke zu erzielen, wobei die Breite des TMC-Materials weitgehend dieselbe blieb wie kurz nach Beginn der Imprägnierung.

Im Gegensatz dazu war bei der Harzzuführrohreinheit nach Fig. 9 zwei Stunden nach Beginn der Imprägnierung eine Reinigung der Harzzuführrohre erforder­ lich, weil ihre stromabwärts gelegenen Enden so stark verstopft waren, daß es zu einer beträchtlichen Verringerung der Breite des TMC-Materials und damit zu einer konischen Form der TMC-Rolle kam.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird im folgenden eine zweite bevorzugte Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die in Fig. 6 bis 8 dargestellte Vorrichtung ist für die kontinuierliche Fertigung eines mehr­ lagigen SMC-Materials bestimmt, das so strukturiert ist, daß zwischen die Deckfolien C und C′ sandwichartig abwechselnd Lagen von Harzmaterial und Glasfasern gepackt sind. Dabei kann das Harzmaterial einer Schicht dieselbe oder eine andere Zusammensetzung haben wie das Harzmaterial einer anderen Schicht. Fig. 8 zeigt ein mehrlagiges SMC-Material mit drei Lagen Harzmateri­ al B, B′ und B′′, die mit zwei Lagen Glasfasern A und A′ abwechseln. Wie in Fig. 8 gezeigt, ist die Vorrichtung so gestaltet, daß an einer bezogen auf die Verfahrensrichtung vorne angeordneten Zufuhrstelle das Harzmaterial B auf die untere Deckfolie C′ aufgebracht wird, wobei eine erste Harzlage entsteht, und auf der ersten Harzlage eine erste Glasfaserlage gebildet wird, indem mit der ersten Schneidvorrichtung 1A die Glasfasern A zerkleinert und auf die untere Deckfolie C′ aufgebracht werden; daß an einer zwischengeschalteten Zufuhrstelle zur Bildung einer zweiten Harzlage auf der ersten Faserlage das Harzmaterial B′ auf die untere Deckfolie C′ aufgebracht wird und auf der zweiten Harzlage eine zweite Glasfaserlage gebildet wird, indem mit einer zweiten Schneidvorrichtung 1B die Glasfasern A′ zerkleinert und auf die untere Deckfolie C′ aufgebracht werden; und daß an einer bezogen auf die Verfahrensrichtung hinten angeordneten Zufuhrstelle das Harzmaterial B′′ auf die obere Deckfolie C aufgebracht wird, um eine dritte Harzlage auf der zweiten Faserlage zu bilden, und schließlich die obere Deckfolie C auf die Schichtenstruktur auf der unteren Deckfolie C′ aufgebracht wird.

Bezugnehmend insbesondere auf Fig. 6 wird das auf die untere Deckfolie C′ aufgebrachte Harzmaterial B an der vorderen Zufuhrstelle in einer vorgegebe­ nen gleichmäßigen Dicke mit einem Streichmesser 30 auf die untere Deckfolie C′ gestrichen wird.

Die erfindungsgemäße Harzzufuhrrohreinheit wird an der zwischengeschalteten Zufuhrstelle, die bezogen auf die Förderrichtung der Deckfolien C und C′ stromabwärts von der Glasfaserschneidvorrichtung 1A liegt, installiert und führt das Harzmaterial B′ zu, um die zweite Harzlage über der ersten auf der unteren Deckfolie C′ liegenden Faserlage zu bilden.

Wie am besten aus Fig. 7 zu ersehen, wird die für die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Harzzuführrohreinheit allgemein mit 31 bezeichnet und ist im wesentlichen identisch mit der in Fig. 1 und 2 darge­ stellten und unter Bezugnahme auf diese Figuren beschriebenen Harzzuführrohr­ einheit, mit Ausnahme davon, daß die Harzzuführrohreinheit 31 von Fig. 7 über der unteren Deckfolie C′ angeordnet ist. Insbesondere sind auch bei der zweiten Ausführungsform die stromabwärts gelegenen Enden 10a und 11a des ersten und des zweiten Harzzuführrohres 10 und 11 einander diagonal entgegen­ gesetzt angeordnet, und auch die stromaufwärts gelegenen Enden 10b und 11b des ersten und des zweiten Harzzuführrohrs 10 und 11 sind einander diagonal entgegengesetzt angeordnet, so daß das in das erste Harzzuführrohr 10 geför­ derte Harzmaterial, das zum geschlossenen stromabwärts gelegenen Ende 10a fließt, eine Fließrichtung hat, die der Fließrichtung des in das zweite Harzzuführrohr 11 geförderten und zum geschlossenen stromabwärts gelegenen Ende 11a fließenden Harzmaterials entgegengesetzt ist. Auch bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nimmt die Durchtrittsfläche bzw. wirksame Öffnung des Öffnungselements bei den beiden Harzzuführrohren 10 und 11 vom stromaufwärts gelegenen Ende 10b bzw. 11b zum geschlossenen strom­ abwärts gelegenen Ende 10a bzw. 11a allmählich zu, wie es bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Fall ist.

Die zweite Glasfaserschneideinrichtung 1B ist bezogen auf die Förderrichtung der Deckfolien C und C′ nach der Harzzuführrohreinheit 31 angeordnet und dient der Zerkleinerung der Glasfaserstränge A′, so daß Glasfaserstücke einer vorgegebenen Länge entstehen, die anschließend infolge der Schwerkraft auf die untere Deckfolie C′ gelangen und sich dort auf der zweiten Harzlage ablagern.

Nach der zweiten Glasfaserschneidvorrichtung 1B - bezogen auf die Förderrich­ tung der Deckfolien C und C′ - sind ein Streichmesser 32 und eine Filmzufuhr­ einheit 33 angeordnet, wovon letztere eine Bahn der oberen Deckfolie C zuführt, die, nachdem mit dem Streichmesser 32 das Harzmaterial B′ auf sie aufgebracht worden ist, kontinuierlich auf die Harzlagenstruktur des unteren Deckfilms C′ gelegt wird, so daß zusammen mit der unteren Deckfolie C′ ein sandwichartiger Verbund entsteht. Die Sandwichstruktur wird anschließend durch einen Quetschbereich zwischen den Formwalzen 6 geführt, wobei das formmaterial entsteht, das dann auf die Aufnahmespule 35 gewickelt wird.

Bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird also die SMC-Fertigungsvorrichtung mit dem ersten und dem zweiten Harzzuführ­ rohr 10 und 11 versehen, die über der unteren Deckfolie C′ so angeordnet sind, daß sie sich parallel zueinander und quer über die Deckfolien C und C′ erstrecken, wobei die stromaufwärts gelegenen Enden 10b bzw. 11b und die stromabwärts gelegenen Enden 10a bzw. 11a des ersten Harzzuführrohrs 10 und des zweiten Harzzuführrohrs 11 bezogen auf die Fließrichtung des in sie geförderten Harzmaterials einander entgegengesetzt sind. Die stromabwärts gelegenen Enden 10a und 11a des ersten und des zweiten Harzzuführrohrs 10 und 11 sind geschlossen, und das erste und das zweite Harzzuführrohr 10 und 11 sind so angebracht, daß da stromaufwärts gelegene Ende 10b und das strom­ abwärts gelegene Ende 10a des ersten Harzzuführrohrs 10 jeweils dem strom­ abwärts gelegenen Ende 11a und dem stromaufwärts gelegenen Ende 11b des zweiten Harzzuführrohrs 11 benachbart sind. Beide Harzzuführrohre 10 und 11 haben ein Öffnungselement, durch welches das Harzmaterial austritt, so daß das Harzmaterial gleichmäßig über die Breite der Deckfolien C und C′ auf der unteren Deckfolie C′ verteilt werden kann.

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nun anhand eines Beispiels erläutert werden, das lediglich der Veranschaulichung dient und nicht als Einschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung zu verstehen ist.

Versuchsbeispiel II

Mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 6 und einer ähnlichen Vorrichtung wie der in Fig. 6 gezeigten, die jedoch mit der Pasten- bzw. Harzzuführrohreinheit des Standes der Technik entsprechend dem in Fig. 9 gezeigten Aufbau ausgerüstet war, wurden vergleichende Versuche durchgeführt, um die Breite des entstehen­ den SMC-Materials und die Form einer auf eine Spule aufgewickelten Rolle des fertigen SMC-Materials zu ermitteln. Zu beachten ist, daß bei beiden Vor­ richtungen die gleichen Streichmesser für den Auftrag des jeweiligen Harzma­ terials B und B′′ an der stromaufwärts und der stromabwärts gelegenen Zufuhr­ stelle verwendet wurden.

Für die Vergleichsversuche wurde als Pasten- bzw. Harzmaterial B und B′′, die mit dem Streichmesser an der stromaufwärts gelegenen Zufuhrstelle aufgetragen wurden, ein Material der folgenden Zusammensetzung verwendet:

100 Teile ungesättigtes Polyesterharz (Polymal 6409, hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd.)
3 Teile pulverisiertes Polyethylen (FLOTHENE UF 20, hergestellt von Sumitomo Seika Kabushiki Kaisha)
1 Teil tert-Butylperoxybenzoat (PERBUTVL Z, hergestellt von Nippon Yushi Kabushiki Kaisha)
0,05 Teile Hydrochinon (HQ, herrgestellt von Fuji Shashin Film Kabushiki Kaisha)
4 Teile Zinkstearat (SZ-2000, hergestellt von Sakai Kagaku Kabushiki Kaisha)
5 Teile elfenbeinfarbiger Toner (hergestellt von Daitai Kakou Kabushiki Kaisha)
1 Teil Magnesiumoxid (KVOWA MAG 40, hergestellt von Kyowa Kagaku Kabushiki Kaisha)
Das Harzmaterial B′, das über die Harzzuführrohreinheit an der mittleren Zufuhrstelle zugeführt wurde, hatte folgende Zusammensetzung:

100 Teile ungesättigtes Polyesterharz (Polymal 6409, hergestellt von Takeda Chemical Industries, Ltd.)
3 Teile pulverisiertes Polyethylen (FLOTHENE UF 20, hergestellt von Sumitomo Seika Kabubikl Kaisha)
1 Teil tertiäres Butylperoxybenzoat (PERBUTVL Z, hergestellt von Nippon Yushi Kabushiki Kaisha)
0,05 Teile Hydrochinon (HQ, herrgestellt von Fuji Shashin Film Kabushiki Kaisha)
4 Teile Zinkstearat (SZ-2000, hergestellt von Sakai Kagaku Kabushiki Kaisha)
120 Teile Calciumcarbonat (SUPER SS, hergestellt von Maruo Calcium Kabushiki Kaisha)
5 Teile elfenbeinfarbiger Toner (hergestellt von Daitai Kakou Kabushiki Kaisha)
1 Teil Magnesiumoxid (KYOWA MAG 40, hergestellt von Kyowa Kagaku Kabushiki Kaisha).

Sowohl bei der Vorrichtung mit der erfindungsgemäßen Harzzuführrohreinheit als auch bei der Vorrichtung mit der Harzzuführrohreinheit nach dem Stand der Technik kamen Glasfasern zum Einsatz, für die Glasfaserstränge (TEX 4630, hergestellt von Nippon Denki Garasu Kabushiki Kaisha) mit der Glasschneid­ einrichtung in 1 Inch (2,54 cm) lange Stücke geschnitten wurden.

Das entstehende SMC-Material enthält zu 70 Gew.-% die Harzmaterialien B, B′ und B′′ der vorstehenden Zusammensetzung in einer Mischung mit den Glasfasern A und A′ (30 Gew.-%). Die Gesamtmenge des verwendeten Harzmaterials B und B′′ und die Menge des Harzmaterials B′ machten jeweils 35 Gew.-% aus.

Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengestellt. Wie aus Tabelle 2 zu ersehen, war es bei Verwendung der erfindungsgemäßen Harzzuführrohreinheit 31 möglich, 8 Stunden lang ab Beginn der Imprägnierung des Harzmaterials mit den Glasfasern über die Breite des SMC-Materials eine weitgehend gleichmäßige Dicke zu erzielen, wobei die Breite des SMC-Materials weitgehend dieselbe blieb wie kurz nach Beginn der Imprägnierung.

Im Gegensatz dazu war bei der Harzzuführrohreinheit nach Fig. 9 zwei Stunden nach Beginn der Imprägnierung eine Reinigung der Harzzuführrohre erforder­ lich, weil ihre stromabwärts gelegenen Enden so stark verstopft waren, daß es zu einer beträchtlichen Verringerung der Breite des SMC-Materials und damit zu einer konischen Form der SMC-Rolle kam.

Tabelle 2

Damit ist klar geworden, daß - auch wenn es im geschlossenen stromabwärts gelegenen Ende beispielsweise des ersten Harzzuführrohrs zu Harzablagerungen kommt, deren Viskosität sich allmählich so erhöht, daß normalerweise im stromabwärts gelegenen Bereich des ersten Harzzuführrohrs das Öffnungselement weitgehend oder vollständig verschlossen wird - die geringere Menge Harzmate­ rial, die im stromabwärts gelegenen Bereich des ersten Harzzuführrohrs austritt, in vorteilhafter Weise durch die Harzmaterialmenge ausgeglichen werden kann, die in dem Teil des Öffnungselements des zweiten Harzzuführrohrs austritt, der normalerweise stromaufwärts liegt. Somit kann das Harzmaterial so zugeführt werden, daß es gleichmäßig über die Breite der Deckfolien verteilt wird, wodurch die sonst im Laufe der Zeit möglicherweise eintretende Abnahme der Breite des SMC-Materials vermieden wird.

Da über lange Zeit eine weitgehend gleiche Dicke über die gesamte Breite des fertigen SMC-Materials erreicht werden kann, kann das SMC-Material auch gleichmäßig auf eine Spule aufgenommen werden, ohne daß es zu einer schiefen Wicklung kommt.

Außerdem kann die Vorrichtung lange Zeit, beispielsweise mindestens bis zu 8 Stunden lang, betrieben werden, ohne daß eine Fertigungsunterbrechung erfor­ derlich wird, weil die Pastenzuführrohreinheit gereinigt werden müßte. Während die Pastenzuführrohreinheit des Standes der Technik alle zwei bis drei Stunden gereinigt werden muß, ist dies bei der vorliegenden Erfindung während eines ganzen Arbeitstages nicht erforderlich, und die Reinigung der Pastenzuführrohreinheit kann jeweils nach Fertigung der für einen Tag vor­ gesehenen Länge des SMC-Materials durchgeführt werden. Dies trägt zu einer deutlich verbesserten Produktivität bei.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, sei darauf hingewiesen, daß für den Fachmann zahlreiche Abänderungsmöglichkeiten offensichtlich sind. Diese Abänderungen sind von der vorliegenden Erfindung, wie sie in den Ansprüchen definiert ist, gedeckt, soweit sie nicht davon abweichen.

Claims (12)

1. Rohraufbau zum gleichmäßigen Zuführen eines harzartigen Pastenmaterials (B) auf mindestens eine Trägerfolie (C, C′), aufweisend
ein erstes Zuführrohr (10) mit einander gegenüberliegenden stromaufwärts (10b) und stromabwärts (10a) gelegenen Enden, welches so angebracht ist, daß es sich in Richtung der Breite der Trägerfolie (C, C′) erstreckt, wobei das stromabwärts gelegene Ende (10a) des ersten Zuführrohres (10) geschlossen ist, und
ein zweites Zuführrohr (11) mit einander gegenüberliegenden stromaufwärts (11b) und stromabwärts (11a) gelegenen Enden, welches so angebracht ist, daß es sich parallel und in einem vorgegebenen Abstand vom ersten Zuführ­ rohr (10) erstreckt, wobei das stromabwärts gelegene Ende (11a) des zweiten Zuführrohres (11) geschlossen ist;
dadurch gekennzeichnet, daß
das erste und das zweite Pastenzuführrohr (10, 11) so angebracht sind, daß das stromaufwärts gelegene Ende (10b) und das stromabwärts gelegene Ende (10a) des ersten Pastenzuführrohres (10) jeweils bezüglich einer Richtung senkrecht zur Längsachse der Pastenzuführrohre (10, 11) dem stromabwärts gelegenen Ende (11a) und dem stromaufwärts gelegenen Ende (11b) benachbart sind, und
das erste und das zweite Pastenzuführrohr (10, 11) ein Öffnungselement (17, 17′, 17′′) zum Austritt des harzartigen Pastenmaterials (B) aufwei­ sen, so daß das harzartige Pastenmaterial (B) gleichmäßig über der Breite der Trägerfolie (C, C′) abgegeben werden kann.

2. Rohraufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils im ersten und zweiten Pastenzuführrohr (10, 11) vorhandene Öffnungselement (17, 17′, 17′′) eine wirksame Öffnung hat, die vom stromaufwärts gelegenen Ende (10b, 11b) zum stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich größer wird.

3. Rohraufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungs­ element bei beiden Pastenzuführrohren (10, 11) die Gestalt mindestens einer axial entlang des Rohres verlaufenden Reihe in gleichen Abständen zueinander angeordneter Löcher (17, 17′) hat, deren Größe vom stromauf­ wärts gelegenen Ende (10b, 11b) zum stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich zunimmt.

4. Rohraufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungs­ element bei beiden Pastenzuführrohren (10, 11) die Gestalt eines Schlit­ zes (17′′) hat, der axial entlang des jeweiligen Zuführrohres (10, 11) verläuft und dessen Breite vom stromaufwärts gelegenen Ende (10b, 11b) zum stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich zunimmt.

5. Vorrichtung für die Fertigung von Dickschichtformmaterial, aufweisend
eine erste und eine zweite Imprägnierwalze (3, 3′) zum Imprägnieren eines harzartigen Pastenmaterials mit Glasfasern, die um ihre Längsachse dreh­ bar gelagert sind,
ein erstes und ein zweites Pastenzuführrohr (10, 11), die unmittelbar über der ersten und der zweiten Imprägnierwalze (3, 3′) angeordnet sind und sich parallel oder im wesentlichen parallel zueinander und zu den Imprägnierwalzen (3, 3′) erstrecken, wobei das erste und zweite Pastenzu­ führrohr (10, 11) jeweils ein stromaufwärts gelegenes Ende (10b, 11b) und stromabwärts gelegenes Ende (10a, 11a) haben, die bezogen auf die Fließ­ richtung des harzartigen Pastenmaterials einander gegenüberliegen, wobei die stromabwärts gelegenen Enden (10a, 11a) des ersten und des zweiten Pastenzuführrohres (10, 11) geschlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
das erste und das zweite Pastenzuführrohr (10, 11) so angebracht sind,
daß das stromaufwärts gelegene Ende (10b) und das stromabwärts gelegene Ende (10a) des ersten Pastenzuführrohres (10) jeweils dem stromabwärts gelegenen Ende (11a) und dem stromaufwärts gelegenen Ende (11b) benach­ bart sind, und
das erste und das zweite Pastenzuführrohr (10, 11) ein Öffnungselement (17, 17′, 17′′) zum Austritt des harzartigen Pastenmaterials (B) aufwei­ sen, so daß das harzartige Pastenmaterial (B) gleichmäßig auf die erste und zweite Imprägnierwalze (3, 3′) abgegeben werden kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils im ersten und zweiten Pastenzuführrohr (10, 11) vorhandene Öffnungselement (17, 17′, 17′′) eine wirksame Öffnung hat, die vom stromaufwärts gelegenen Ende (10b, 11b) zum stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich größer wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungs­ element bei beiden Pastenzuführrohren (10, 11) die Gestalt mindestens einer axial entlang des Rohres verlaufenden Reihe in gleichen Abständen zueinander angeordneter Löcher (17, 17′) hat, deren Größe vom stromauf­ wärts gelegenen Ende (10b, 11b) zum stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich zunimmt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungs­ element bei beiden Pastenzuführrohren (10, 11) die Gestalt eines Schlit­ zes (17′′) hat, der axial entlang des jeweiligen Zuführrohres (10, 11) verläuft und dessen Breite vom stromaufwärts gelegenen Ende (10b, 11b) zum stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich zunimmt.

9. Vorrichtung zur Fertigung von Formmaterial in Bahnen, aufweisend
eine obere und eine untere Trägerfolie (C, C′), die für den Transport in eine Richtung jenseits eines Zusammenführungsbereiches angeordnet sind, in dem die obere und die untere Trägerfolie (C, C′) zusammengebracht werden;
ein erstes und ein zweites Pastenzuführrohr (10, 11), die unmittelbar über der ersten und der zweiten Imprägnierwalze (3, 3′) angeordnet sind und sich parallel oder im wesentlichen parallel zueinander und mindestens zur unteren Trägerfolie (C′) erstrecken, wobei das erste und zweite Pastenzuführrohr (10, 11) jeweils ein stromaufwärts gelegenes Ende (10b, 11b) und stromabwärts gelegenes Ende (10a, 11a) haben, die bezogen auf die Fließrichtung des harzartigen Pastenmaterials einander gegenüber­ liegen, wobei die stromabwärts gelegenen Enden (10a, 11a) des ersten und des zweiten Pastenzuführrohres (10, 11) geschlossen sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
das erste und das zweite Pastenzuführrohr (10, 11) so angebracht sind, daß das stromaufwärts gelegene Ende (10b) und das stromabwärts gelegene Ende (10a) des ersten Pastenzuführrohres (10) jeweils dem stromabwärts gelegenen Ende (11a) und dem stromaufwärts gelegenen Ende (11b) benach­ bart sind, und
das erste und das zweite Pastenzuführrohr (10, 11) ein Öffnungselement (17, 17′, 17′′) zum Austritt des harzartigen Pastenmaterials (B) aufwei­ sen, so daß das harzartige Pastenmaterial (B) gleichmäßig auf die untere Trägerfolie (C′) abgegeben werden kann.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils im ersten und zweiten Pastenzuführrohr (10, 11) vorhandene Öffnungselement (17, 17′, 17′′) eine wirksame Öffnung hat, die vom stromaufwärts gelegenen Ende (10b, 11b) zu stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich größer wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungs­ element bei beiden Pastenzuführrohren (10, 11) die Gestalt mindestens einer axial entlang des Rohres verlaufenden Reihe in gleichen Abständen zueinander angeordneter Löcher (17, 17′) hat, deren Größe vom stromauf­ wärts gelegenen Ende (10b, 11b) zum stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich zunimmt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnungs­ element bei beiden Pastenzuführrohren (10, 11) die Gestalt eines Schlit­ zes (17′′) hat, der axial entlang des jeweiligen Zuführrohres (10, 11) verläuft und dessen Breite vom stromaufwärts gelegenen Ende (10b, 11b) zum stromabwärts gelegenen Ende (10a, 11a) allmählich zunimmt.